徐州地区第四系上更新统粘土层中普遍含有钙质结核（俗称砂姜）,当地工程学界称之为⑤3-4层粘土。砂姜的存在使⑤3-4层粘土表现出较好的渗透性,严重影响了徐州城市轨道交通工程的建设,因此必须查明徐州地区富含砂姜粘土层空间分布规律、水力特性,建立地下水流和地面沉降模型,从定性和定量角度对该层土水文地质特性进行全面客观的认识。本文研究区包括徐州市5个区:鼓楼、泉山、铜山、云龙、贾汪,总面积约880km2。根据研究区内4748个钻孔资料,利用Kriging插值法得到研究区内砂姜粘土层的埋深等值线和厚度等值线图,结合研究区内的地形地貌特征,总结了砂姜粘土的区域分布规律:研究区内砂姜埋深一般在0～16m,在丘陵山麓附近埋深较浅,自丘陵向平原过渡,埋深和厚度都有所增加,沿黄河故道漫滩埋深较大,这与黄河在历史上淤积厚层泥砂有关。为研究砂姜粘土的水力特性,在2号线二环北路站对⑤3-4层专门进行了分层抽水试验,并利用AquiferTest软件求解了该站渗透系数,综合其它站点的抽水试验结果,发现砂姜粘土层的渗透性和其中的砂姜含量存在相关性,砂姜含量越高,渗透性也就越大。一般砂姜含量大于1 8%时,渗透系数量级可达10-3cm/s,远大于粘土的渗透系数。基岩观测孔水位在抽水期间降深明显,说明二环北路站⑤3-4层和其下的基岩之间存在水力联系,在⑤3-4层中抽水时,基岩裂隙水补给该层。在上述基础上建立了研究区的区域水流模型,利用GMS软件中的Modflow模块并结合观测水位进行水流模型的识别与验证。然后在区域水流模型上嵌套出二环北路站局部水流模型,结合二环北路站水位观测数据,对该局部站点进一步调参和拟合,得到比较合理的参数值。在二环北路站水流模型基础上再构建沉降模型,利用GMS软件中的Sub模块进行模拟计算。构建水流和沉降数值模型的目的是为了进行特定抽水方案下的水位和沉降预报。本文以二环北路站为例,利用识别验证后的二环北路站嵌套模型进行了基坑降水预报。当基坑内15 口井以110m3/d的出水量抽水时,连续抽水12天基坑内最大水位降深16m,距基坑600m处水位降深1.9m,群井抽水的最大影响半径在700m左右。本文还计算了抽水期间基坑内的最大沉降值为10mm左右,基坑300米范围内沉降值超过5mm,在距基坑中心500米处沉降值只有2.5mm。该预报方案下的基坑内降水引起的地面沉降在监测报警范围内,不会引起环境地质灾害问题。对于城市轨道交通工程其它站点,同样可以参考二环北路站的建模方法,根据实际工程的需要进行水位和沉降预报。